[发明专利]一种模块化多电平换流阀子模块投切方法及装置

说明书

本发明涉及一种模块化多电平换流阀子模块投切方法及装置，包括：获取模块化多电平换流阀的桥臂需投入的子模块数量、桥臂各子模块的电容电压及桥臂各子模块的IGBT开关器件的结温；若模块化多电平换流阀的桥臂需投入的子模块数量大于零且小于桥臂的子模块总数，则根据模块化多电平换流阀的桥臂各子模块的电容电压和桥臂各子模块的IGBT开关器件的结温对桥臂的子模块进行投切控制，否则将桥臂的子模块全部投入或切除；本发明通过桥臂各子模块的电容电压选择子模块进行投切控制，其中，投切控制时还考虑了子模块IGBT开关器件的结温，降低了子模块的热失效率，提高了模块化多电平换流阀整体的可靠性。

技术领域

本发明涉及电力系统自动化技术领域，具体涉及一种模块化多电平换流阀子模块投切方法及装置。

背景技术

模块化多电平换流阀MMC正常运行时，因功率升降等因素造成其子模块的结温上升，会导致大功率器件的热不平衡。然而，现有的模块化多电平换流阀子模块投切方法中，侧重于降低模块化多电平(MMC)换流阀的总损耗，总体方法是通过降低总等效开关频率实现降损；或单一考虑子模块的电容电压进行投切；均缺乏对IGBT开关器件的结温的监测，因此，对MMC控制时没有考虑IGBT开关器件结温，会导致IGBT开关器件的热应力过大而失效、损坏，不利于MMC的长期可靠运行。

因此，在对模块化多电平换流阀的子模块进行投切时，需要一种考虑子模块的电容电压和IGBT开关器件的结温的投切方法，以提高MMC的长期可靠运行。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种模块化多电平换流阀子模块投切方法及装置，通过桥臂各子模块的电容电压选择子模块进行投切控制，其中，投切控制时还考虑了子模块IGBT开关器件的结温，降低了子模块的热失效率，提高了模块化多电平换流阀整体的可靠性。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

本发明提供一种模块化多电平换流阀子模块投切方法，其改进之处在于，所述方法包括：

获取模块化多电平换流阀的桥臂需投入的子模块数量、桥臂各子模块的电容电压及桥臂各子模块的IGBT开关器件的结温；

若模块化多电平换流阀的桥臂需投入的子模块数量大于零且小于桥臂的子模块总数，则根据模块化多电平换流阀的桥臂各子模块的电容电压和桥臂各子模块的IGBT开关器件的结温对桥臂的子模块进行投切控制，否则将桥臂的子模块全部投入或切除。

优选地，所述根据模块化多电平换流阀的桥臂各子模块的电容电压和桥臂各子模块的IGBT开关器件的结温对桥臂的子模块进行投切控制，包括：

若桥臂各子模块的电容电压中最大值与最小值的差值大于电压差预设值，则根据桥臂的桥臂电流对桥臂的子模块进行投切控制，否则，根据桥臂的桥臂电流和桥臂各子模块的IGBT开关器件的结温对桥臂的子模块进行投切控制。

进一步地，所述根据桥臂的桥臂电流对桥臂的子模块进行投切控制，包括：

若桥臂的桥臂电流大于零，则将电容电压最低的N_m个子模块投入，否则，将电容电压最高的N_m个子模块投入；

其中，N_m为桥臂需投入的子模块数量。

优选地，所述桥臂各子模块的IGBT开关器件的结温的获取过程包括：

将桥臂各子模块的第一和第二IGBT开关器件的热敏电参数分别输入预先建立的结温预测神经网络模型获取所述桥臂各子模块的第一和第二IGBT开关器件的结温；

其中，所述热敏电参数包括集射极电压、集电极电流、门极驱动电压、门极驱动电阻和关断延时时间。

进一步地，所述根据桥臂的桥臂电流和桥臂各子模块的IGBT开关器件的结温对桥臂的子模块进行投切控制，包括：